Sommario della Lezione

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2 Sommario della Lezione La struttura di base di un calcolatore: Bus e Interfacce 2

3 Bus Il bus è una sorta di autostrada dei dati! E costituito da un insieme di collegamenti in rame localizzati sulla scheda madre Invece di collegare ogni dispositivo con tutti gli altri, si collegano tutti i dispositivi ad un unico insiemedi linee,il bus Per aggiunger/rimuovere un dispositivo basta collegarlo/scollegarlo al bus Dimensione del bus: misurata in bit, indica quanti dati possono viaggiare contemporaneamente. Valore tipico odierno : 32e64 bit 3

4 Bus 4

5 I Bus di sistema Il bus di sistema è un gruppo di collegamenti che uniscono la CPU agli altri dispositivi del computer. Comprende: Linee per trasmettere indirizzi Linee per trasmettere dati Lineeperisegnalidicontrollo 5

6 Linee di indirizzi Questo bus serve per il trasferimento dell indirizzo dei dati tra unità centrale e memoria Dalla sua capacità dipende la quantità di memoria indirizzabile dal processore Unbusdi nbit vede 2 n indirizzidi memoria Processore Bus indirizzi RAM indirizzabile Intel bit 16 Mb Intel Pentium 32 bit 4 GB Significa che in un computer con un processore Intel Pentium si può inserire RAM fino alla dimensione massimadi 4 GB 6

7 Linee di dati Costituisce la strada attraverso la quale passano tutti i dati E sempre di tipo parallelo per permettere un alta velocità di trasferimento Si distinguono due tipi: il bus interno (per il trasferimento dei dati all interno del processore) e bus esterno (per il trasferimento dei dati tra processore, memorie e alcune periferiche) Processore Bus interno Bus esterno Intel bit 16 bit Intel bit 32 bit Intel bit 32 bit Intel Pentium 64 bit 64 bit 7

8 Bus di controllo Trasporta i segnali per l attivazione, il controllo e la sincronizzazione dei circuiti che collegano tra loro i diversi componenti del sistema 8

9 Bus locali Bus per il collegamento tra la memoria centrale e la CPU e tra CPU e scheda video (e ad altri dispositivi) Necessari perché l uso del bus standard rallenterebbe le operazioni di scambio dei dati tra memoria, CPU (che sono molto frequenti) e scheda video Esiste quindi un bus dedicato che mette in connessione diretta RAM, CPU e scheda video 9

10 Bus locali Evoluzione dei bus locali: ISA (Industry Standard Architecture), il primo e più datato connettore, consente il collegamento di vecchie periferiche a 8 e 16 bit(riesce a trasferire solo 5MBps) EISA (Extended Industry Standard Architecture), estensione a 32 bitdi ISA. Potente, macostoso, EISAnonhaavutodiffusione di massa e si avvicina ad essere abbandonato PCI (Peripheral Component Interconnect), sviluppato dalla Intel è lo standard attuale di tutte le schede madri; è ideale per ilplugand Playpuòtrasmetterefinea256 MBps AGP (Accelerated Graphics Port) standard attuale per schede grafiche dalle prestazioni elevate, un canale dedicato esclusivamente al passaggio dei dati grafici. I recenti multimedia richiedono aggiornamento continuo delle immagini inviate allo schermo la velocità di questo bus è 266 MBps (ma supporta modalità più veloci, è possibile trasmettere finoa1,07gbalsecondo) 10

11 Bus locali PCI e un bus I/O di uso generale. AGP è stato progettato esplicitamente per le schede grafiche e non intende sostituire PCI nelle altre applicazioni. Quindi nei sistemi dotati di AGP, convivono connettori PCI e AGP, magari assieme a vecchi ISA, necessari per la compatibilità con numerosissimi prodotti 11

12 Slot di espansione Si può rendere un computer più adatto alle proprie esigenze grazie agli slot di espansione presenti nella scheda madre in cui si possono inserire le schede degli adattatori Gli slot sono collegati direttamente al bus di sistema Le schede degli adattatori hanno varie funzioni: collegare periferiche, o sono esse stesse periferiche, Aggiungere audio, collegarsi ad internet 12

13 Comunicazione con le periferiche I componenti che si collegano al computer (schermo, tastiera, mouse, scanner, CD-Rom, DVD, ) sono chiamate periferiche. Le periferiche interagiscono con il calcolatore tramite dispositivi che permettono l invio e la ricezione delle informazioni(interfaccia) Un interfaccia ha la funzione di: Codifica (es. trasforma un messaggio scritto con i comuni caratteri alfabetici in un messaggio binario) Sincronizzazione della periferica. Poiché i dati provenienti da una periferica non hanno la stessa velocità del processore, l interfaccia ne accumula un certo numero e poi li spedisce tutti assieme. 13

14 Tipi di collegamenti alle interfacce Le periferiche possono essere collegate al computer utilizzando diversi tipi di connessioni: Alcuneperiferiche, quali leschededi reteeleschede audio, sono collegate a slot di espansione presenti sulla scheda madre all interno del computer Altre quali stampanti e scanner, sono collegate a porte esterne al computer Altre quali i dischi e cd-rom sono collegate a porte interne al computer 14

15 Le porte del computer Il connettore che permette la connessione delle periferiche all interfaccia tramite cavi è detto porta. Per estensione si parla di porta intendendo l intera interfaccia Se la CPU dovesse gestire anche le periferiche si avrebbe un degrado delle prestazioni. Generalmente le periferiche contengono memoria e CPU dedicate 15

16 Le porte/interfacce del computer Le periferiche di diversi costruttori devono essere intercambiabili e quindi standard Sono state definite diverse interfacce standard: PS/2 Interfacce seriali Interfacce parallele Interfacce SCSI Interfacce USB Interfacce Firewire Interfacce IDE Interfacce IrDA 16

17 PS/2 Porte PS/2 per il collegamento del mouse e della tastiera (una è dedicata al mouse e l'altra alla tastiera; non si possono invertire). 17

18 L interfaccia seriale Chiamata anche asincrona e spesso identificata con la sigla RS 232-C era l interfaccia più comune e semplice fino all introduzione delle USB Veniva utilizzata per collegare i modem, alcuni tipi di stampanti e, in generale, periferiche lente Il nome seriale rispecchia la modalità di comunicazione utilizzata: un bit per volta(seriale) La porta di un interfaccia seriale può avere un connettorea25pino9pin Il nome delle interfacce seriali è COM1, COM2, dove COM è l abbreviazione di COMmunicatione ed il numeroindicaseèlaprimalaseconda, 18

19 L interfaccia parallela Chiamate anche centronics, utilizzata per il collegamento di stampanti ma anche di altre periferiche Trasmettono 8 bit per volta oltre a segnali di controllo, sono quindi più veloci delle seriali ma necessitano di più fili La porta di un interfaccia parallela ha un connettore a 25 fori Il nome delle interfacce parallele è LPT1, LPT2, ecc dove LPT è l abbreviazione di Line PrinTer (stampante) ed il numero indica se è la prima, la seconda, 19

20 Le porte USB e FireWire Interfacce seriali destinate a sostituire le seriali e le porte parallele classiche Utilizzano cavi sottili che facilitano i collegamenti Consentono di collegare i dispositivi in cascata Utilizzano la tecnologia Plug and Play, per cui è possibile collegare e scollegare queste periferiche a computer acceso Sono molto più veloci delle seriali e delle parole classiche Dato che il loro connettore è piccolo, gli attacchi di queste interfacce sono molto usati su palmari e portatili Distribuiscono anche corrente elettrica, per cui i dispositivi di basso consumo possono funzionare senza cavo elettrico, traendo energia direttamente dal cavo 20

21 Le porte USB e FireWire 21

22 USB L USB (Universal Serial Bus) è una porta seriale molto veloce: USB 1.1 ha una velocità di trasmissione di 12 Mbps (milioni di bit al secondo) USB 2.0 ha una velocità di trasmissione di oltre 400 Mbps(milioni di bit al secondo) Permette di collegare in una stessa porta fino a 127 dispositivi in serie I dispositivi più adatti per i collegamenti USB sono tastiere, mouse e joystick, seguiti da stampanti, scanner e modem esterni 22

23 Firewire Note anche come IEEE 1394, sono state sviluppate dalla Apple ma oggi in uso in tutti i computer. E una porta seriale molto veloce: ha una velocità di trasmissione di oltre 400 Mbps (milioni di bit al secondo) Permettedicollegareincascatafinoa63elementi I dispositivi più adatti per i collegamenti firewire sono videocamere, macchine fotografiche, scanner veloci, stampanti veloci, unità a disco, DVD 23

24 IrDA La porta IrDA (Infrared Data Association) consente dicollegareleperifericheal PCsenzal usodicavi Le connessioni sono di tipo seriale, mediante raggi infrarossi Non devono esserci ostacoli tra la periferica e il computer 24

25 Driver di una periferica Perché una periferica funzioni correttamente, è necessario che nel computer sia caricato un software chiamato driver di periferica Per ogni periferica è disponibile un driver specifico, generalmente fornito dal produttore della periferica stessa. Alcuni driver sono già inclusi in Windows 25

26 Tecnologia Plug & Play Plug & Play: insieme di specifiche sviluppate da Intel che consente al computer di rilevare e configurare automaticamente una periferica ed istallare i driver di periferica appropriati In passato, per connettere le periferiche al computer era necessario spegnere l elaboratore Con l introduzione del Plug & Play è possibile invece connettere le periferiche (perché esse stesse supportino questa tecnologia) senza la riconfigurazione del sistema 26

27 Tecnologia Plug & Play Dopo aver collegato la periferica, infatti, il sistema provvede a installare tutti i driver necessari, ad aggiornare il sistema e ad allocare le risorse La modalità Plug & Play garantisce il funzionamento delle nuove periferiche e l assenza di conflitti Per disinstallare una periferica Plug & Play è sufficiente scollegarla dal computer. Successivamente potrebbe essere necessario riavviare il computer. La disinstallazione di una periferica non rimuove i driver di periferica dal disco del computer 27